JP2007041565A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で安定性の良い温度検出手段を使用しても、ヒータに生じた異常を適切に検出できる定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】中央部サーミスタ４１は加熱ローラ２６表面の用紙３の画像形成領域ＷaおよびＷbが通過する部分に接触して配設されているので、中央部サーミスタ４１の温度を検出する部分であるサーミスタ素子４８は、トナーが付着して温度検出性能が低下しないように厚さ０．５ｍｍ程度の金属板４６の先端部４６aによって保護されている。したがって、中央部サーミスタ４１は、金属板４６の先端部４６aによって保護されているがために、サーミスタ素子４８の反応速度が端部サーミスタ５１のサーミスタ素子５８の反応速度より遅く、中央部リミット温度Ｔ_Aを端部リミット温度Ｔ_B1,Ｔ_B2と同じ値にしてしまっては、中央部サーミスタ４１が温度Ｔ_B1,Ｔ_B2を検出したときには既に、実際の温度は温度Ｔ_B1,Ｔ_B2を超えて上昇しており、定着不能温度Ｔに達してしまう虞があるので、Ｔ_B1,Ｔ_B2＞Ｔ_Aとしている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レーザプリンタなどに装着される定着装置およびレーザプリンタなどの画像形成装置に関するものである。

レーザプリンタなどの画像形成装置では、通常、用紙に転写されたトナー像を熱定着させるために、加熱ローラおよび加圧ローラを備える定着装置が設けられており、用紙が加熱ローラと加圧ローラとの間を通過する間に、用紙上に転写されたトナー像を熱定着させるようにしている。

定着装置の加熱ローラ１００は、図９に示すように、通常、円筒状をなし、画像形成装置が許容する最大サイズの用紙を熱定着できるように、その最大サイズの用紙幅に対応した長さを有しており、その軸方向のほぼ全体にわたってハロゲンランプＢなどからなる１本のヒータを内装して、そのヒータの発熱によって、加熱ローラ１００の軸方向長さのほぼ全体を加熱するように構成されている。

そして、この加熱ローラ１００の温度の異常判断を行うため、温度検出素子等を利用した温度検出手段１０１が加熱ローラ１００の中心部の表面上に対して非接触に配設され、異常判断が行われている。

しかし、例えば、小サイズの用紙１０２a（例えばＡ６）と大サイズの用紙１０２b（例えばＡ４）とを１つの定着装置で熱定着させる場合においては、加熱ローラ１００は、ヒータによって、常に大サイズの用紙１０２b幅に対応した軸方向のほぼ全体にわたって加熱されることから、小サイズの用紙１０２aを熱定着させている時には、小サイズの用紙１０２aが接触する加熱ローラ１００の表面は、その用紙１０２aによって熱が奪われる。制御部１０３は、小サイズの用紙１０２aが接触する部分の温度を一定範囲内に保つように温度制御するので、その小サイズの用紙１０２aが接触しない部分、つまり、小サイズの用紙１０２aの幅方向両端部の加熱ローラ１００の表面の温度は、幅方向中央部の加熱ローラ１００の表面温度よりも高くなる。

したがって、次に大サイズの用紙１０２bを熱定着させる時には、その温度が高くなった部分（すなわち、加熱ローラ１００における小サイズの用紙１０２aが接触していた部分の幅方向両端部）が大サイズの用紙１０２bに接触するため、その部分が過度に加熱されていると、トナーの過定着によるホットオフセット（溶融し過ぎたトナーが加熱ローラ１００の表面に付着するために生じるオフセット）を生じてしまう。

また、小サイズの用紙１０２aを熱定着させる時に、小サイズの用紙１０２aの幅方向両端部の加熱ローラ１００の表面の温度が加熱ローラ１００の中央部の表面温度よりも高くなったとしても、制御部１０３は「異常」を判断することができず、加熱ローラ１００が溶融してしまったりして、定着装置が破損してしまう虞がある。加熱ローラ１００の温度が過度に上昇したり、定着装置が破損したりしてしまえば、ユーザにとって非常に危険なものとなる。

そこで、加熱ローラ軸方向中央部に配設する温度検出手段に加え、軸方向端部にも温度検出手段を配設し、２つの温度検出手段によって加熱ローラの温度を検出する方法が考えられている。

たとえば、用紙画像形成領域内において加熱ローラに対して非接触に設けられた非接触型温度検出手段と、用紙非画像形成領域において加熱ローラに対して接触して設けられた接触型温度検出手段と、非接触型温度検出手段による加熱ローラ温度検出値と、接触型温度検出手段による加熱ローラ温度検出値とに基づいて、非接触型温度検出手段の検出状態を判別する状態判別手段により、非接触型温度検出手段の温度検出状態に異常があると判断してヒータへの通電を停止する制御手段を備えた定着装置に関する技術が開示されている（特許文献１参照）。

特許文献１のようにすれば、２つの温度検出手段による加熱ローラ温度検出値により、非接触型温度検出手段の検出状態の良し悪しを合理的に判別できて、非接触型温度検出状態異常に起因する問題の発生を防止することができ、装置の信頼性が向上する。

特開２００４−１２６１９０号公報

しかしながら、現状では、非接触型温度検出手段は接触型温度検出手段と比べ、高価で安定性も悪く、上記従来技術１のように、非接触型温度検出手段の検出状態の異常を見る場合だけでなく、ヒータの異常を見る場合であっても、非接触型を使用するのは現実的ではなく、かといって、画像形成領域の加熱ローラ表面に対向して配設されている温度検出手段も接触型にすれば、温度検出手段の検出部分にトナーが付着して温度を検出することができなくなったり、加熱ローラと温度検出手段との摩擦により加熱ローラ表面に傷が生じ、画像に筋が発生したりしてしまう問題があった。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みなされたものであって、安価で安定性の良い温度検出手段を使用しても、ヒータに生じた異常を適切に検出できる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の定着装置では、１本の加熱手段により加熱され、通紙された記録媒体に現像剤像を定着する定着ローラと、現像剤が付着しないように保護部材によって保護され、定着ローラの軸方向の中央部で定着ローラに接触し、中央部の温度を検出する中央部温度検出手段と、記録媒体の最大印字領域外である定着ローラの端部で定着ローラに接触し、端部の温度を検出する端部温度検出手段と、中央部温度検出手段によって検出した値が第１上限値を超えるか、または、端部温度検出手段によって検出した値が第２上限値を超えると、加熱手段による定着ローラの加熱を停止するように制御する制御手段と、を備え、第１上限値は、第２上限値より低く設定されることを特徴とする。

請求項２に記載の定着装置では、１本の加熱手段により加熱され、通紙された記録媒体に現像剤像を定着する定着ローラと、現像剤が付着しないように保護部材によって保護され、定着ローラの軸方向の中央部で定着ローラに接触し、中央部の温度を検出する中央部温度検出手段と、記録媒体の最大印字領域外である定着ローラの端部で定着ローラに接触し、端部の温度を検出する端部温度検出手段と、中央部温度検出手段によって検出した値が第１上限値を超えるか、または、端部温度検出手段によした値が第２上限値を超えると、加熱手段による定着ローラの加熱を停止するように制御する制御手段と、を備え、中央部温度検出手段によって中央部の温度を検出する周期が、端部温度検出手段によって端部の温度を検出する周期より小さく設定されることを特徴とする。

請求項３に記載の定着装置では、幅狭の記録媒体が通紙されるときは、幅広の記録媒体が通紙されるときよりも第２上限値が大きく設定されることを特徴とすることを特徴とする。

請求項４に記載の定着装置では、制御手段は、中央部温度検出手段によって検出された値が第１上限値を超え、かつ、端部温度検出手段によって検出された値が第２上限値を超えると、前記加熱手段による前記定着ローラの加熱を停止することを特徴とする。

請求項５に記載の画像形成装置では、定着装置を装着可能にしたことを特徴とする。

請求項１の定着装置によれば、中央部温度検出手段も接触型の温度検出手段を用いることができるので、安価で安定性が良い。また、中央部温度検出手段は、保護部材によって保護されているので、画像形成領域内の加熱ローラ中央部と接触させても、現像剤が検出部分に付着することがない。したがって、現像剤の付着によって温度検出性能が低下するのを防止することができる。また、中央部温度検出手段が保護部材によって保護され反応速度が遅くなっても、第１上限値が第２上限値より低く設定されるので、正確に異常を検知することができる。

請求項２の定着装置によれば、中央部温度検出手段も接触型の温度検出手段を用いることができるので、安価で安定性が良い。また、中央部温度検出手段は、保護部材によって保護されているので、画像形成領域内の加熱ローラ中央部と接触させても、現像剤が検出部分に付着することがない。したがって、現像剤の付着によって温度検出性能が低下するのを防止することができる。また、中央部温度検出手段が保護部材によって保護され反応速度が遅くなっても、中央部温度検出手段によって中央部の温度を検出する周期が、端部温度検出手段によって端部の温度を検出する周期より小さく設定されるので、正確に異常を検知することができる。

請求項３の定着装置によれば、幅狭の記録媒体が通紙されるときは、幅広の記録媒体が通紙されるときに比べ、加熱ローラ端部の温度が上昇しやすくなるが、第２上限値を大きく設定することで、異常もないのに制御手段が加熱手段の加熱を停止するのを防止することができる。

請求項４の定着装置によれば、制御手段は、２つの温度検出手段によって各々数度検出した温度の平均値が上限値を超えているか否かを判断しているので、異常検知用回路にノイズの入りやすい環境で検出した温度に大きなばらつきがある場合、２つの温度検出手段がともに上限値を超えたら加熱を停止するようにすれば、異常を正確に判断することができる。

請求項５の画像形成装置によれば、異常を正確に判断する定着装置を装着しているので、画像形成装置を使用しているユーザに安全を提供することができる。

〔第１実施形態〕
（全体構成）
まず、本発明の定着装置と画像形成装置としてのレーザプリンタの全体構成を、図１および図２を参照して説明する。図１は、レーザプリンタ１の一実施形態を示す要部側断面図である。図２は、定着装置１８に用いられる加熱ローラ２６の要部正断面図である。レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５等を備えている。

＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７と、給紙トレイ６の一端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パッド９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側（以下、用紙３の搬送方向上流側または下流側を、単に、上流側または下流側という場合がある。）に設けられる搬送ローラ１０および１１と、搬送ローラ１０および１１に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ１２とを備えている。

用紙押圧板７は、用紙３を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ８に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部を上下方向に移動可能とし、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板７は、用紙３の積層量が増えるに従って、給紙ローラ８に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ８および給紙パッド９は、互いに対向状に配設され、給紙パッド９の裏側に配設されるばね１３によって、給紙パッド９が給紙ローラ８に向かって押圧されている。用紙押圧板７上の最上位にある用紙３は、用紙押圧板７の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ８に向かって押圧され、その給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８と給紙パッド９とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。給紙された用紙３は、搬送ローラ１０および１１によってレジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、１対のローラから構成されており、用紙３を所定のレジスト後に、画像形成位置に送るようにしている。画像形成位置は、用紙３に感光ドラム２３上のトナー像を転写する転写位置であり、本実施形態の場合は、感光ドラム２３と転写ローラ２４との接触位置である。

このフィーダ部４は、さらに、マルチパーパストレイ１４と、マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３を給紙するためのマルチパーパス給紙ローラ１５およびマルチパーパス給紙パッド１５ａとを備えており、マルチパーパス給紙ローラ１５およびマルチパーパス給紙パッド１５ａは、互いに対向状に配設され、マルチパーパス給紙パッド１５ａの裏側に配設される図示しないばねによって、マルチパーパス給紙パッド１５ａがマルチパーパス給紙ローラ１５に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３は、マルチパーパス給紙ローラ１５の回転によってマルチパーパス給紙ローラ１５とマルチパーパス給紙パッド１５ａとで挟まれた後、１枚毎に給紙される。

尚、レジストローラ１２から転写位置までの用紙３の搬送経路には、定着装置１８における後述する定着温度の異常を検出するための制御に関わる、用紙３のサイズを検出する用紙サイズ検出センサ３３が設けられている。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナユニット１６、プロセスカートリッジ１７、転写ローラ２４および定着装置１８などを備えている。

＜スキャナユニットの構成＞
スキャナユニット１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０および２１、反射鏡２２などを備えており、レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームを、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２、レンズ２１の順に通過あるいは反射させて、後述するプロセスカートリッジ１７の感光ドラム２３の表面上に高速走査にて照射させている。

＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ１７は、スキャナユニット１６の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着されるように構成されている。このプロセスカートリッジ１７は、感光ドラム２３を備えるとともに、図示しない、スコロトロン型帯電器、現像ローラ、トナー収容部などを備えている。

トナー収容部には、現像剤として、正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが充填されており、そのトナーが現像ローラに一定厚さの薄層として担持される。

＜感光ドラムの構成＞
一方、感光ドラム２３は、現像ローラと対向状に回転可能に配設されており、ドラム本体が接地されるとともに、その表面がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。

＜転写ローラの構成＞
転写ローラ２４は、感光ドラム２３の下方において、本体ケーシング２側において回転可能に支持された状態で、感光ドラム２３と対向するように配置されている。この転写ローラ２４は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが保護されており、感光ドラム２３に対して所定の転写バイアスが印加されている。

＜定着装置の構成＞
定着装置１８は、プロセスカートリッジ１７の側方下流側に配設され、定着ローラとしての加熱ローラ２６、加熱ローラ２６と用紙３の搬送経路を挟んで対向配置され、その加熱ローラ２６を押圧する加圧ローラ２７、および、これら加熱ローラ２６および加圧ローラ２７の下流側に設けられる搬送ローラ２８を備え、レーザプリンタ１に装着可能に設けられている。

加熱ローラ２６は、アルミニウムからなる円筒状の加熱部材としてのローラ本体３２と、加熱手段としての１本のハロゲンランプＡを備えている。ハロゲンランプＡは、図２に示すように、ローラ本体３２内に軸方向に沿って設けられており、このハロゲンランプＡの発熱により、ローラ本体３２が加熱されるように構成されている。そして、加熱ローラ２６の軸方向中央部の温度と端部の温度とが、それぞれ、後述する中央部温度検出手段としての中央部サーミスタ４１と、後述する端部温度検出手段としての端部サーミスタ５１によって定期的に検出され、後述する制御手段としての制御部６１が、検出した温度に基づき、ハロゲンランプＡを適切にＯＮ／ＯＦＦし、温度を制御する。

図１に示すように、加圧ローラ２７は、金属製のローラ軸に弾性体からなるローラが保護されており、加熱ローラ２６を所定の圧力で押圧している。そして、この定着装置１８では、プロセスカートリッジ１７において用紙３上に転写されたトナー像を、用紙３が加熱ローラ２６と加圧ローラ２７との間を通過する間に、熱定着するようにしている。

（加熱ローラの温度を制御するための構成）
次に、本発明の主要部の構成として、加熱ローラ２６の加熱温度を制御するための構成を、図２〜図６を参照しながら、説明する。図３は、加熱ローラ２６の軸方向中央部における加熱ローラ２６と中央部サーミスタ４１の断面図である。図４(a)は、中央部サーミスタ４１を構成する温度検出部４５周辺を拡大した平面図であり、図４(b)は、図４(a)において、中央部サーミスタ４１を構成する温度検出部４５周辺をＡ−Ａ'で切断したときの断面図ある。図５は、加熱ローラ２６の軸方向端部における加熱ローラ２６と端部サーミスタ５１の断面図である。図６(a)は、端部サーミスタ５１を構成する温度検出部５５周辺を拡大した平面図である。図６(b)は、図６(a)において、端部サーミスタ５１を構成する温度検出部５５周辺をＢ−Ｂ'で切断したときの断面図である。

＜中央部サーミスタの構成＞
図３および図４(a),(b)に示すように、中央部サーミスタ４１は、ネジ４２によって定着装置１８の枠体である支持部材４３に支持される本体部４４と、本体部４４に取り付けられ加熱ローラ２６のローラ本体３２に接触する、スズメッキを施された保護部材としての金属板４６と、金属板４６に固定され、加熱ローラ２６の軸方向端部の表面温度を検出する温度検出部４５と、温度検出部４５によって検出した温度の検出値を制御部６１に送信するためのリード線４７とから構成されている。このように構成されている中央部サーミスタ４１は、安価でかつ安定性が良い。温度検出部４５は、金属板４６の先端部４６aに配置されリード線４７と接続される、加熱ローラ２６の軸方向中央部の温度を検出するためのサーミスタ素子４８と、そのサーミスタ素子４８を被覆し金属板４６の先端部４６a上に固定する、フッ素樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂で形成された樹脂カバー４９とから構成されている。金属板４６は、熱定着時に加熱ローラ２６に付着したトナーがサーミスタ素子４８に付着して温度検出性能が低下しないように、また、加熱ローラ２６の表面との摺擦による磨耗に強くするために、サーミスタ素子４８を保護するとともに０．５ｍｍ程度の厚さで形成されている。本実施例では金属板４６の材質は銅であるが、ステンレスまたはリン青銅など他の金属でもよい。

上記構成により、中央部サーミスタ４１は、図２に示すように、加熱ローラ２６の表面の軸方向中央部に温度検出部４５が配置される付近の金属板４６を接触させて配設され、定期的に加熱ローラ２６の軸方向中央部の温度を検出し、検出値を制御部６１に送信する。制御部６１は、中央部サーミスタ４１から受信した検出値に基づいて、後述する制御により、加熱ローラ２６の温度が異常値を示していないか監視する。

＜端部サーミスタの構成＞
図５および図６(a),(b)に示すように、端部サーミスタ５１は、ネジ５２によって定着装置１８の枠体である支持部材４３に支持される本体部５４と、本体部５４に取り付けられ加熱ローラ２６へ向かって延びる、スズメッキを施された金属板５６と、金属板５６に固定され、加熱ローラ２６のローラ本体３２に接触する温度検出部５５と、温度検出部５５によって検出した温度の検出値を制御部６１に送信するためのリード線５７とから構成されている。本実施例では金属板５６の材質は銅であるが、ステンレスまたはリン青銅など他の金属でもよい。このように構成されている端部サーミスタ５１は、安価でかつ安定性が良い。温度検出部５５は、金属板５６の先端部５６aに配置されリード線５７と接続される、
加熱ローラ２６の軸方向端部の温度を検出するためのサーミスタ素子５８と、そのサーミスタ素子５８を被覆し金属板５６の先端部５６a上に固定する、フッ素樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂で形成された樹脂カバー５９と、加熱ローラ２６の表面が損傷しないように、サーミスタ素子５８、樹脂カバー５９、および金属板５６の先端部５６aを被覆する、
厚さ０．１ｍｍ程度の熱伝導率の高い樹脂テープ６０とから構成されている。金属板５６には、サーミスタ素子４８の径よりも大きい検出孔５６bが形成されており、サーミスタ素子４８は、検出孔５６bに囲まれる形で、樹脂カバー５９により固定されている。これにより、サーミスタ素子５８が加熱ローラ２６の軸方向端部の温度を検出する速度、即ち、サーミスタ素子４８の反応速度が、金属板５６の先端部５６aの妨げによって遅くなるのを防止することができる。

上記構成により、端部サーミスタ５１は、図２に示すように、加熱ローラ２６の軸方向端部であり、かつ、定着装置１８にて定着可能な最大用紙３bの幅方向端部よりも外側の加熱ローラ２６の表面に温度検出部５５の樹脂テープ６０を接触させて配設され、定期的に加熱ローラ２６の軸方向端部の温度を検出し、検出値を制御部６１に送信する。制御部６１は、端部サーミスタ５１から受信した検出値に基づいて、後述する制御により、加熱ローラ２６の温度が異常値を示していないか監視する。

（画像形成動作例）
以上のような本実施形態のレーザプリンタ１において、印刷時の動作を、図１を参照して説明する。

まず、給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８と給紙パッド９とで挟まれた後、１枚毎に給紙された用紙３は、搬送ローラ１０および１１によってレジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、用紙３を所定のレジスト後に、画像形成位置に送るようにしている。一方、マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３は、マルチパーパス給紙ローラ１５の回転によってマルチパーパス給紙ローラ１５とマルチパーパス給紙パッド１５ａとで挟まれた後、１枚毎に給紙される。

感光ドラム２３の表面は、感光ドラム２３の回転に伴って、スコロトロン型帯電器により一様に正帯電された後、スキャナユニット１６からのレーザビームの高速走査により露光され、画像データに基づく静電潜像が形成され、その後、現像ローラと対向した時に、現像ローラ上に担持されかつ正帯電されているトナーが、その感光ドラム２３の表面に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２３の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。感光ドラム２３上に担持されたトナー像からなる可視像は、用紙３が感光ドラム２３と転写ローラ２４との間の画像形成位置を通る間に用紙３に転写される。可視像が転写された用紙３は、搬送ベルト２５を介して、定着装置１８に搬送される。定着装置１８において定着された用紙３は、その後、定着装置１８の下流側に設けられる搬送ローラ２８およびその搬送ローラ２８の下流側に配置される搬送ローラ２９および排紙ローラ３０に搬送され、その排紙ローラ３０によって排紙トレイ３１上に排紙される。

（加熱ローラの温度異常検出のための制御）
次に、本発明の主要部の制御として、制御部６１による加熱ローラ２６の加熱温度異常を検出するための制御を、図７を参照しながら、説明する。図７は、本実施形態における加熱ローラ２６のハロゲンランプＡに温度異常が発生したことを検出するときの制御部６１の制御動作を示すフローチャートである。

まず、レーザプリンタ１の電源が投入され、制御部６１は、加熱ローラ２６のハロゲンランプをＯＮする（Ｓ１）。そして、中央部サーミスタ４１へ２０msec毎のサンプリング周期で温度検出要求信号が数回送られ（Ｓ２）、中央部サーミスタ４１により、２０msec毎のサンプリング周期で加熱ローラ２６の幅方向中央部の温度が検出される。複数の温度検出値は制御部６１に送られ（Ｓ３）、制御部６１は、中央部サーミスタ４１から送られてきた１０〜１２個の検出値から中央部温度の平均値Ｔ₁を算出する（Ｓ４−１）。

ここでＴ₁が温度目標値としての中央部目標温度Ｔ_TAGより高いか否かを判定する（Ｓ４−２）。平均値Ｔ₁が中央部目標温度Ｔ_TAGより高い場合は（Ｓ４−２：Ｙｅｓ）、加熱ローラ２６のハロゲンランプをＯFF（Ｓ４−３）する。平均値Ｔ₁が中央部目標温度Ｔ_TAGより低い場合は（Ｓ４−２：Ｎｏ）、加熱ローラ２６のハロゲンランプをＯＮ（Ｓ４−４）する。この操作により平均値Ｔ₁が中央部目標温度Ｔ_TAGへより近づくように制御される。

その後、平均値Ｔ₁が第１上限値としての中央部リミット温度Ｔ_Aより高いか否かを判定する（Ｓ５）。平均値Ｔ₁が中央部リミット温度Ｔ_Aより低い場合は（Ｓ５：Ｎｏ）、Ｓ２からの中央部サーミスタ４１へ所定時間毎に温度検出要求信号を送る処理に戻り、平均値Ｔ₁が中央部リミット温度Ｔ_Aより高い場合は（Ｓ５：Ｙｅｓ）、図２に示すタイマ６２によるカウントが開始され（Ｓ６）、カウントされている間、検出した複数の温度検出値から中央部温度の平均値Ｔ₁を算出するＳ２からＳ４の処理が繰り返される（Ｓ７）。そして、カウントが開始されてからｔ₁＝２００msec経過後、カウントが開始されてから検出された平均値Ｔ₁が中央部リミット温度Ｔ_Aより常に高い状態にあったか否かが判定される（Ｓ８）。カウントが開始されてから検出された平均値Ｔ₁が１度でも中央部リミット温度Ｔ_Aより低かった場合は（Ｓ８：Ｎｏ）、Ｓ２からの中央部サーミスタ４１へ所定時間毎に温度検出要求信号を送る処理に戻り、再びＳ２以降の処理が繰り返される。

一方、端部サーミスタ５１にも制御部６１から２０msec毎のサンプリング周期で温度検出要求信号が送られ（Ｓ２'）、端部サーミスタ５１により、２０msec毎のサンプリング周期で加熱ローラ２６の幅方向端部の温度が検出される。温度の検出値は制御部６１に送られ（Ｓ３'）、制御部６１は、端部サーミスタ５１から送られてきた１０〜１２の検出値から端部温度の平均値Ｔ₂を算出する（Ｓ４'）。次に制御部６１は、図２に示す用紙サイズ検出センサ３３により、定着装置１８に通紙される用紙３が小さいサイズの用紙３aか大きいサイズの用紙３bかを判定する（Ｓ５'）。定着装置１８に通紙される用紙３が大きいサイズの用紙３bであると判定された場合（Ｓ５'：Ｎｏ）、平均値Ｔ₂が第２上限値としての端部リミット温度Ｔ_B1より高いか否かを判定する（Ｓ６'）。定着装置１８に通紙される用紙３が小さいサイズの用紙３aであると判定された場合（Ｓ５'：Ｙｅｓ）、平均値Ｔ₂が第２上限値としての端部リミット温度Ｔ_B2より高いか否かを判定する（Ｓ７'）。平均値Ｔ₂が端部リミット温度Ｔ_B1より低い場合（Ｓ６'：Ｎｏ）、あるいは、平均値Ｔ₂が端部リミット温度Ｔ_B2より低い場合は（Ｓ７'：Ｎｏ）、Ｓ２'からの端部サーミスタ５１へ所定時間毎に温度検出要求信号を送る処理に戻り、平均値Ｔ₂が端部リミット温度Ｔ_B1より高い場合（Ｓ６'：Ｙｅｓ）、あるいは、平均値Ｔ₂が端部リミット温度Ｔ_B2より高い場合は（Ｓ７'：Ｙｅｓ）、タイマ６２によるカウントが開始され（Ｓ８'）、カウントされている間、検出した複数の温度検出値から端部温度の平均値Ｔ₂を算出するＳ２'からＳ４'の処理が繰り返される（Ｓ９'）。そして、カウントが開始されてからｔ₂＝２００msec経過後、カウントが開始されてから検出された平均値Ｔ₂が端部リミット温度Ｔ_B1またはＴ_B2より常に高い状態にあったか否かが判定される（Ｓ１０'）。カウントが開始されてから検出された平均値Ｔ₂が１度でも端部リミット温度Ｔ_B1またはＴ_B2より低かった場合は（Ｓ１０'：Ｎｏ）、Ｓ２'からの端部サーミスタ５１へ所定時間毎に温度検出要求信号を送る処理に戻り、再びＳ２'以降の処理が繰り返される。

カウントが開始されてから検出された中央部温度の平均値Ｔ₁が常に中央部リミット温度Ｔ_Aより高かった場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、あるいは、カウントが開始されてから検出された端部温度の平均値Ｔ₂が常に端部リミット温度Ｔ_B1またはＴ_B2より高かった場合は（Ｓ１０'：Ｙｅｓ）、制御部６１はハロゲンランプＡの温度が異常であると判断し、ハロゲンランプＡをＯＦＦする（Ｓ１１）。ハロゲンランプがＯＦＦされると、図示しないレーザプリンタ１の液晶パネルやアラームなどによって、定着温度異常によるエラーをユーザに報知し（Ｓ１２）、本処理を終了する。

尚、ハロゲンランプＡの過熱で加熱ローラ２６や定着装置１８が損傷したり故障したりしてしまう定着不能温度をＴとすると、中央部リミット温度Ｔ_A,大サイズの用紙３bを通紙するときの端部リミット温度Ｔ_B1,小サイズの用紙３aを通紙するときの端部リミット温度Ｔ_B2の大小関係は、Ｔ＞Ｔ_B2＞Ｔ_B1＞Ｔ_Aとなる。

上記のような大小関係が設定される理由は、中央部サーミスタ４１と端部サーミスタ５１との構成上の相違と、定着装置１８に通紙される用紙３のサイズの、２つの理由が挙げられる。

１つ目の理由として、前述したように、中央部サーミスタ４１は加熱ローラ２６表面の用紙３の画像形成領域ＷaおよびＷbが通過する部分に接触して配設されているので、中央部サーミスタ４１の温度を検出する部分であるサーミスタ素子４８は、トナーが付着して温度検出性能が低下しないように、また、加熱ローラ２６の表面との摺擦による磨耗に強くするために、厚さ０．５ｍｍ程度の金属板４６の先端部４６aによって保護されており、一方で、端部サーミスタ５１は加熱ローラ２６表面の最大サイズの用紙３bの非画像形成領域が通過する部分、即ち、画像形成領域ＷaおよびＷbが通過しない部分に接触して配設されているので、端部サーミスタ５１の温度を検出する部分であるサーミスタ素子５８は、トナーが付着する心配はなく、厚さ０．１ｍｍ程度の熱伝導率の高い樹脂テープ６０によって被覆されている（図４および図６参照）。したがって、中央部サーミスタ４１は、厚さ０．５ｍｍ程度の金属板４６の先端部４６bによって保護されているがために、加熱ローラ２６からの熱がサーミスタ素子４８に到達する時間が遅い、即ち、サーミスタ素子４８の反応速度が端部サーミスタ５１のサーミスタ素子５８の反応速度より遅く、中央部リミット温度Ｔ_Aを端部リミット温度Ｔ_B1,Ｔ_B2と同じ値にしてしまっては、中央部サーミスタ４１が温度Ｔ_B1,Ｔ_B2を検出したときには既に、実際の温度は温度Ｔ_B1,Ｔ_B2を超えて上昇しており、定着不能温度Ｔに達してしまう虞があるので、Ｔ_B1,Ｔ_B2＞Ｔ_Aとしている。

２つ目の理由として、小サイズの用紙３aを熱定着させている時には、加熱ローラ２６表面の用紙３aによって熱が奪われる面積は小さく、特に、用紙３aが全く接触していない加熱ローラ２６の両端部の表面温度は、加熱ローラ２６の両端部付近まで幅がある大サイズの用紙３bを熱定着させる時よりも、上昇し易くなっている。したがって、小サイズの用紙３aを通紙するときの端部リミット温度Ｔ_B2を大サイズの用紙３bを通紙するときの端部リミット温度Ｔ_B1と同じ値にしてしまっては、端部サーミスタ５１による加熱ローラ２６の軸方向端部の温度検出値がすぐに端部リミット温度に達してしまい、すぐに加熱ローラ２６の温度が異常であると判断されてしまう虞があるので、小サイズの用紙３aを通紙するときの端部リミット温度Ｔ_B2は大サイズの用紙３bを通紙するときの端部リミット温度Ｔ_B1より高くし、Ｔ_B2＞Ｔ_B1としている。

尚、小サイズ用紙３ａは、Ａ５縦サイズやＡ６横サイズの用紙（幅１４８ｍｍ）が、また、大サイズ用紙３ｂは、Ａ４縦サイズの用紙（幅２０９ｍｍ）が採用される。

〔第２実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る定着装置と画像形成装置としてのレーザプリンタについて、説明する。尚、第１実施形態と対応する構成部分に同一の符号を付け、第１実施形態と重複する説明は省略することにする。

第１実施形態では、中央部リミット温度Ｔ_Aを端部リミット温度Ｔ_B1,Ｔ_B2より低く設定することにより、中央部サーミスタ４１と端部サーミスタ５１との反応速度に差があっても、ハロゲンランプＡの温度異常を正確に判断することができたが、本実施形態では、中央部リミット温度Ｔ_Aを端部リミット温度Ｔ_B1,Ｔ_B2より低く設定する替わりに、上述した中央部サーミスタ４１によって加熱ローラ２６の軸方向中央部表面の温度を検出する周期としてのサンプリング周期ｔ_cが、端部サーミスタ５１によって加熱ローラ２６の軸方向端部表面の温度を検出する周期としてのサンプリング周期ｔ_e＝２０msecより短く設定され、ｔ_c＝１０msecとされる。

制御部６１は、２つのサーミスタ４１，５１からの複数の温度検出値を平均した平均値Ｔ₁およびＴ₂を、中央部リミット値Ｔ_Aおよび端部リミット値Ｔ_B1,Ｔ_B2と比較してハロゲンランプＡの温度異常を判断するので、中央部サーミスタ４１の反応速度が端部サーミスタ５１の反応速度より遅い分、中央部サーミスタ４１が温度を検出するサンプリング周期ｔ_cを端部サーミスタ５１が温度を検出するサンプリング周期ｔ_eよりも短く設定すれば、制御部６１は、同程度の速度でそれぞれの温度の平均値Ｔ₁およびＴ₂を算出することができる。そして、制御部６１が、図７に示す制御を実行すれば、中央部リミット温度Ｔ_Aを端部リミット温度Ｔ_B1,Ｔ_B2より低く設定せずに、正確に異常を判断することができる。

〔変形例〕
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能である。

たとえば、上記実施形態では、図７に示すように、中央部温度Ｔ₁と端部温度Ｔ₂の少なくとも一方が中央部リミット温度Ｔ_Aまたは端部リミット温度Ｔ_B1,Ｔ_B2を一定時間超えていれば、制御部６１が異常と判断し、ハロゲンランプＡをＯＦＦしていたが、図８のフローチャートに示すように、Ｓ８とＳ１０'のＡＮＤ条件をとり、中央部温度Ｔ₁が中央部リミット温度Ｔ_Aを一定時間超えており、かつ、端部温度Ｔ₂が端部リミット温度Ｔ_B1またはＴ_B2を一定時間超えていれば、制御部６１が異常と判断し、ハロゲンランプＡをＯＦＦするようにしても良い。このようにすれば、制御部６１および両サーミスタ４１，５１から構成される異常検出用回路にノイズが入りやすく、検出した温度の値に大きなばらつきが生じ中央部温度の平均値Ｔ₁と端部温度の平均値Ｔ₂に信頼性を欠く環境でレーザプリンタ１を使用する場合、２つの温度検出手段がともに上限値を超えたらハロゲンランプＡをＯＦＦするようにすれば、異常の判断をより正確に行うことができる。

また、中央部サーミスタ４１が温度を検出するサンプリング周期ｔ_cと、端部サーミスタ５１が温度を検出するサンプリング周期ｔ_eは、加熱ローラ２６の熱容量の大きさにより、設定を変更すればよい。たとえば、径の小さい加熱ローラ２４ほど熱容量が小さくなり温度が上昇しやすいので、サンプリング周期ｔ_c,ｔ_eを短くすることにより、平均値Ｔ₁, Ｔ₂を算出するための複数の検出温度のばらつきを抑えることができる。

レーザプリンタ１の一実施形態を示す要部側断面図である。定着装置１８に用いられる加熱ローラ２６の要部正断面図である。 定着装置１８に用いられる加熱ローラ２６の要部正断面図である。 加熱ローラ２６の軸方向中央部における加熱ローラ２６と中央部サーミスタ４１の断面図である。 (a)は、中央部サーミスタ４１を構成する温度検出部４５周辺を拡大した平面図であり、(b)は、図４(a)において、中央部サーミスタ４１を構成する温度検出部４５周辺をＡ−Ａ'で切断したときの断面図ある。 加熱ローラ２６の軸方向端部における加熱ローラ２６と端部サーミスタ５１の断面図である。 (a)は、端部サーミスタ５１を構成する温度検出部５５周辺を拡大した平面図であり、(b)は、図６(a)において、端部サーミスタ５１を構成する温度検出部５５周辺をＢ−Ｂ'で切断したときの断面図である。 第１実施形態における加熱ローラ２６のハロゲンランプＡに温度異常が発生したことを検出するときの制御部６１の制御動作を示すフローチャートである。 変形例における加熱ローラ２６のハロゲンランプＡに温度異常が発生したことを検出するときの制御部６１の制御動作を示すフローチャートである。 従来の加熱ローラの温度を検出する構成を示す正断面図である。

符号の説明

１ レーザプリンタ（画像形成装置）
３ 用紙（記録媒体）
３a 小サイズ用紙（幅狭の記録媒体）
３b 大サイズ用紙（幅広の記録媒体）
１８ 定着装置
２６ 加熱ローラ（定着ローラ）
Ａ ハロゲンランプ（加熱手段）
３２ ローラ本体
３３ 用紙サイズ検出センサ
４１ 中央部サーミスタ（中央部温度検出手段）
４４ 本体部
４５ 温度検出部
４６ 金属板
４６a 金属板４６の先端部
４８ サーミスタ素子
４９ 樹脂カバー
５１ 端部サーミスタ（端部温度検出手段）
５４ 本体部
５５ 温度検出部
５６ 金属板
５６a 金属板５６の先端部
５６b 検出孔
５８ サーミスタ素子
５９ 樹脂カバー
６０ 樹脂テープ
６１ 制御部（制御手段）
６２ タイマ
Ｔ _TAG 中央部温度の目標値
Ｔ₁ 中央部温度の平均値
Ｔ₂ 端部温度の平均値
Ｔ_A 中央部リミット温度
Ｔ_B2 小サイズの用紙３aを通紙するときの端部リミット温度
Ｔ_B1 大サイズの用紙３bを通紙するときの端部リミット温度
Ｔ 定着不能温度
ｔ₁ 中央部温度の平均値Ｔ₁が中央部リミット温度Ｔ_Aより高くなってから異常と判断さ
れるまでの時間ｔ₂ 端部温度の平均値Ｔ₂が端部リミット温度Ｔ_B1またはＴ_B2より高くなってから異常と判断されるまでの時間ｔ_c 中央部サーミスタ４１が温度を検出するサンプリング周期
ｔ_e 端部サーミスタ５１が温度を検出するサンプリング周期

Claims (5)

1. １本の加熱手段により加熱され、通紙された記録媒体に現像剤像を定着する定着ローラと、
   現像剤が付着しないように保護部材によって保護され、前記定着ローラの軸方向の中央部で前記定着ローラに接触し、前記中央部の温度を検出する中央部温度検出手段と、
   前記記録媒体の最大印字領域外である前記定着ローラの端部で前記定着ローラに接触し、前記端部の温度を検出する端部温度検出手段と、
   前記中央部温度検出手段によって検出した値が第１上限値を超えるか、または、前記端部温度検出手段によって検出した値が第２上限値を超えると、前記加熱手段による前記定着ローラの加熱を停止するように制御する制御手段と、を備え、
   前記第１上限値は、前記第２上限値より低く設定されることを特徴とする定着装置。
2. １本の加熱手段により加熱され、通紙された記録媒体に現像剤像を定着する定着ローラと、
   現像剤が付着しないように保護部材によって保護され、前記定着ローラの軸方向の中央部で前記定着ローラに接触し、前記中央部の温度を検出する中央部温度検出手段と、
   前記記録媒体の最大印字領域外である前記定着ローラの端部で前記定着ローラに接触し、前記端部の温度を検出する端部温度検出手段と、
   前記中央部温度検出手段によって検出した値が第１上限値を超えるか、または、前記端部温度検出手段によって検出した値が第２上限値を超えると、前記加熱手段による前記定着ローラの加熱を停止するように制御する制御手段と、を備え、
   前記中央部温度検出手段によって前記中央部の温度を検出する周期が、前記端部温度検出手段によって前記端部の温度を検出する周期より小さく設定されることを特徴とする定着装置。
3. 幅狭の前記記録媒体が通紙されるときは、幅広の前記記録媒体が通紙されるときよりも前記第２上限値が大きく設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記制御手段は、前記中央部温度検出手段によって検出された値が第１上限値を超え、かつ、前記端部温度検出手段によって検出された値が第２上限値を超えると、前記加熱手段による前記定着ローラの加熱を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置を装着可能な画像形成装置。

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